(57)【要約】【課題】外圧に強いセル構造を持つ液晶表示装置、およびその製造方法を提供する。【解決手段】第１の基板（アレイ基板７）と、第１の基板に対向して形成される第２の基板（対向基板８）と、第１の基板と前記第２の基板との間に、所定の厚さで形成される液晶層９と、第１の基板または第２の基板の少なくとも一方の液晶層９側の面に形成される、液晶層９側の面を平坦化するための平坦化膜１７と、平坦化膜１７と一体形成される突起部２４ａ，２４ｂとから構成される。【選択図】図１
2010039302.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板と、
前記第１の基板に対向して形成される第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板との間に、所定の厚さで形成される液晶層と、
前記第１の基板または前記第２の基板の少なくとも一方の前記液晶層側の面に形成される前記液晶層側の面を平坦化するための平坦化膜と、
前記平坦化膜と一体形成される突起部と、
を含む液晶表示装置。
【請求項２】
前記突起部は、前記液晶層の厚さを保持するためのスペーサ層である
請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記突起部は、前記液晶層の厚さを保持するためのスペーサ層と、前記スペーサ層よりも低く形成された補助スペーサ層である
請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記突起部は、前記液晶層の厚さよりも低く形成され、
前記突起部上に形成されるセンサ電極と、
前記センサ電極に対して、前記液晶層を介して対向する前記第１の基板、又は第２の基板上に形成され、前記第１の基板、又は第２の基板の湾曲により、前記センサ電極と接続可能に形成される対向電極とを有する
請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記突起部は、前記液晶層を構成する液晶の配向を制御する配向制御部である
請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記突起部は、前記平坦化膜の下に形成された調整層により高さが調整される
請求項１〜５記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記突起部は、複数の異なる層が積層されて構成される
請求項１〜５記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記突起部は、非開口部に形成される
請求項１〜６記載の液晶表示装置。
【請求項９】
複数の薄膜トランジスタが構成された第１の基板を準備する工程、
前記第１の基板との間に、所定の厚さの液晶層を介在させて、前記第１の基板に貼り合わせる為の第２の基板を準備する工程、
前記第１の基板、前記第２の基板の少なくとも一方の前記液晶層に面する側に、平坦化膜を形成するとともに、前記平坦化膜と一体に突起状の突起部を形成する工程、とを含む
液晶表示装置の製造方法。
【請求項１０】
前記平坦化膜、及び突起部は、感光性樹脂材料より形成した感光性樹脂膜を露光、現像することにより形成する
請求項９記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１１】
前記突起部を形成する工程の前に、突起部の高さを調整する調整層を形成する工程を有する
請求項９記載の液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、薄型、軽量、低消費電力といった利点を有する。このため、液晶表示装置は、携帯電話、デジタルカメラ等のモバイル用途の電子機器において多く使用されている。液晶表示装置は、一対の基板の間に、液晶層が封入された液晶パネルを有しており、その液晶パネルの背面に設けられたバックライトなどの平面光源から照射された光を、その液晶パネルが変調する。そして、その変調した光によって、画像の表示が液晶パネルの正面にて実施される。
【０００３】
近年、液晶表示装置において、液晶表示装置の画面上に表示されたアイコン等を、ユーザが直接タッチすることにより、ユーザの指示内容を入力することのできるタッチパネルが具備された液晶表示装置が使用されている。
【０００４】
このタッチパネルは、液晶表示装置の画面上に示す指示内容を、人の手、又は物体で直接的に接触することにより、選択できるように、液晶表示装置の最上側に設置される。タッチパネルでは、手、又は物体が接触された位置が検出され、接触された位置で指示する内容を入力信号として、液晶表示装置を駆動する。タッチパネルを具備する液晶表示装置は、コンピュータ等に使用される場合や、キーボード、又はマウスのような入力装置、携帯電話のようなモバイル製品に使用される場合、キーパッドのような入力装置を別に必要としないため、その使用が拡大している傾向にある。
【０００５】
一方、タッチパネルが、液晶表示装置の上部に配置されることにより、タッチパネルを具備した製品では、厚み、又はサイズの増加、屈折界面の影響による光学特性の低下が起こる。また、液晶表示装置の他に、タッチパネルが必要なことによる製造コスト高などの問題があり、液晶表示装置と、タッチパネルを一体形成することが検討されている。
【０００６】
近年、このような、液晶表示装置とタッチパネルが一体形成された、いわゆるセンサ機能を有する液晶表示装置が提案されている。センサ機能を有する液晶表示装置の一つとして、下記特許文献１には、液晶表示装置の液晶パネルに、手、又は物体が接触する場合に発生する外部圧力を、液晶パネルを構成する一対の基板間の電気的接触によって検出する方法が記載されている。
【０００７】
図１０に、従来のセンサ機能を有する液晶表示装置の概略構成を示す。従来のセンサ機能を有する液晶表示装置１００は、アレイ基板１０１と、アレイ基板１０１に対向して設けられる対向基板１０２と、アレイ基板１０１、及び対向基板１０２の間に介在される、液晶層１０３とを含んで構成される。
【０００８】
まず、アレイ基板１０１について説明する。
アレイ基板１０１は、透明な矩形平板状のガラス等からなる絶縁基板１０４と、その絶縁基板１０４上に画素に対応して形成される複数個のスイッチング素子である薄膜トランジスタ（Thin  Transistor:以下ＴＦＴ）１０７とを有して構成される。そして、ＴＦＴ１０７上部には、ＴＦＴ１０７を被覆して平坦化するための平坦化膜１０５を有し、平坦化膜１０５に形成されたコンタクト部１１８を通して、ＴＦＴ１０７に接続される画素電極１０６が、その平坦化膜１０５上にパターン形成されている。さらに、その画素電極１０６上部には、配向膜１０８を有する。
【０００９】
次に、対向基板１０２について説明する。
対向基板１０２は、ガラス、又はポリカーボネート（ＰＣ）等のような透明な絶縁基板１０９と、絶縁基板１０９の一主面に形成されるカラーフィルタ層１１０と、カラーフィルタ層１１０上に形成される平坦化膜１１１とを有する。また、平坦化膜１１１上には、突起状のセンサ調整層１１５と、そのセンサ調整層１１５を含む全面に形成される共通電極１１２とを有する。さらに、その共通電極１１２上の所定の位置に、液晶層１０３の厚さを保持する為に形成されるスペーサ層１１４と、そのスペーサ層１１４を除く全面に形成される配向膜１１３とを有する。
【００１０】
カラーフィルタ層１１０は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三原色を持つ染料や顔料の入った樹脂膜で構成される。
平坦化膜１１１は、カラーフィルタ層１１０面上を平坦化するものであり、光透過性の材料で構成される。
センサ調整層１１５は、平坦化膜１１１上の所定の位置に突起状に形成されるものであり、セル厚（液晶層１０３の厚さ）よりも小さい値を有するように形成される。このセンサ調整層１１５を含む全面に、共通電極１１２が形成される。従来例においては、このセンサ調整層１１５上面に形成される共通電極１１２により、センサ電極１１６が構成される。
【００１１】
また、スペーサ層１１４は、共通電極１１２上に等間隔で離間して形成されるものであり、柱状に、所定のセル厚の高さに形成される。このスペーサ層１１４により、アレイ基板１０１と対向基板１０２との間のセル厚が保持されることとなる。
【００１２】
対向基板１０２と、アレイ基板１０１とは、それぞれの配向膜１０８，１１３とが内側に面するように、所定のセル厚を保持して、対向して形成される。このセル厚は、スペーサ層１１４の高さにより面上で一定に保持されるものであり、このセル厚内に、所定の液晶材料が封入されることで液晶層１０３が形成される。
以上の構成を有する液晶表示装置１００では、センサ電極１１６と、そのセンサ電極１１６に対向する位置の画素電極１０６とにより、タッチセンサが構成される。
【００１３】
図１０に示す液晶表示装置１００において、手や指等のタッチ対称１１７により、対向基板１０２を押して、圧力印加をする。そうすると、センサ電極１１６と、そのセンサ電極１１６に対向するアレイ基板１０１の画素電極１０６とが、配向膜１０８，１１３を介して接触する。このセンサ電極１１６と、画素電極１０６との接触を検出することにより、タッチ対称によるタッチされた位置を検出することができる。
【００１４】
このような従来のセンサ機能を有する液晶表示装置１００では、センサ電極１１６と画素電極１０６とが電気的に接続することで、タッチ対称１１７によりタッチされた位置の検出がされる。このため、２つの電極間距離が近いほど、小さい外圧の印加で、タッチされた位置の検出が可能となる。このため、従来のセンサ機能を有する液晶表示装置１００では、図１０のように、平坦化膜１１１上に突起状に形成されたセンサ調整層１１５が構成され、センサ電極１１６の高さが調整された例が多くみられる。
【００１５】
しかしながら、このような突起状のセンサ調整層１１５と、センサ調整層１１５の下層の平坦化膜１１１との接着面積は、数ミクロンφオーダーの微小領域である場合が多いため、接着強度の確保が難しい。
【００１６】
また、柱上のスペーサ層１１４は、共通電極１１３上に形成される場合が多いが、一般的には、この共通電極１１３と、スペーサ層１１４との密着性は弱いものであり、容易に剥離する。
【００１７】
【特許文献１】特開２００７−９５０４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
このように、液晶表示装置１００の表示画面上から、直接外圧を印加して、外圧が印加された位置を検出する構成では、液晶表示装置１００が外圧を直接受けるので、外圧に強い構造である必要がある。しかしながら、上述したように、従来の液晶表示装置１００においては、対向基板１０２上に形成されたスペーサ層１１４や、センサ調整層１１５等の構造物は剥離しやすいものである。特に、打鍵試験や、摺動試験等の物理強度が要求される試験を行った場合、タッチセンサとして働くセンサ電極１１６の下層に形成される突起状のセンサ調整層１１５が、対向基板１０２面から剥離することがある。そうすると、表示される画像に輝点や滅点が発生し、表示不良や、センサ感度不良が起こってしまう。また、スペーサ層１１４の剥離によるギャップむらや、構造物の剥離によるセル内の異物の発生も問題となる。
【００１９】
加えて、昨今は液晶表示装置の薄型化や、ＦＦ（Film-Film）タッチパネルの使用による軽量化により、液晶表示装置の表示画面への圧力や衝撃が以前よりかかる環境下での使用が増えて来ている。また、液晶表示装置を使用する電子機器の拡大もなされている現在、表示画面への圧力や衝撃に耐え得る液晶表示装置が求められている。
【００２０】
上述の点に鑑み、本発明は、外圧に強いセル構造を持つ液晶表示装置、およびその製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の液晶表示装置は、第１の基板と、第１の基板に対向して形成される第２の基板と、第１の基板と前記第２の基板との間に、所定の厚さで形成される液晶層とを含み構成される。また、第１の基板または第２の基板の少なくとも一方の液晶層側の面に形成される液晶層側の面を平坦化するための平坦化膜と、平坦化膜と一体形成される突起部とを含み構成される。
【００２２】
本発明の液晶表示装置では、突起部は、平坦化膜と一体形成されている。これにより、突起部と、第１の基板、又は第２の基板との接着面積が大きくなり、突起部の第１の基板、又は第２の基板からの剥離強度が大きくなる。
【００２３】
また、本発明の液晶表示装置の製造方法は、複数の薄膜トランジスタが構成された第１の基板を準備する工程、第１の基板との間に、所定の厚さの液晶層を介在させて、第１の基板に貼り合わせる為の第２の基板を準備する工程とを含む。また、第１の基板、第２の基板の少なくとも一方の液晶層に面する側に、平坦化膜を形成するとともに、平坦化膜と一体に突起状の突起部を形成する工程とを含む。
【００２４】
本発明の液晶表示装置の製造方法では、突起部は、平坦化膜と一体形成されている。これにより、突起部と、第１の基板、又は第２の基板との接着面積が大きくなり、突起部の第１の基板、又は第２の基板からの剥離強度が大きくなる。さらには、本発明では、突起部は平坦化膜と一体形成されるので、突起部の形成と、平坦化膜の形成を一度にでき、工程数を減少させることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、外圧に強く、信頼性の高い液晶表示装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００２７】
［第１の実施形態］
図１に、本発明の第１の実施形態における液晶表示装置の概略構成を示す。本実施形態例の液晶表示装置１は、表示画面へのタッチ位置を検出できるセンサ機能を有する液晶表示装置である。
【００２８】
本実施形態例の液晶表示装置１は、複数の薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor:以下、ＴＦＴ）１１が形成される側の第１の基板であるアレイ基板７と、そのアレイ基板７に対向して設けられた第２の基板である対向基板８とを有する。そして、アレイ基板７と対向基板８と、その２つの基板の間に形成された所定の厚さの液晶層９から構成される。以下、アレイ基板７、対向基板８、液晶層９について、順に説明する。
【００２９】
アレイ基板７は、透明な矩形平板状のガラス等からなる絶縁基板１０と、その絶縁基板１０上の、液晶層９に面する側に形成される複数個のＴＦＴ１１とを有して構成される。このＴＦＴ１１は、画素に対応してアレイ状に複数個設けられるものであり、スイッチング素子として用いられるものである。そして、そのＴＦＴ１１を被覆するように、絶縁基板１０全面に、平坦化膜１２が形成されており、この平坦化膜１２には、ＴＦＴ１１の一部を露出させるコンタクト部１４が形成されている。この平坦化膜１２は、アレイ基板７の、液晶層９に面する側において、コンタクト部１４以外の部分を平坦化するために構成されるものである。また、平坦化膜１２の上部には、それぞれの画素に対応して画素電極１３がパターン形成されている。それぞれの画素電極１３は、平坦化膜１２に形成されたコンタクト部１４を通して、スイッチング素子であるＴＦＴ１１に接続されている。この画素電極１３は、透明電極とされ、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）を用いて構成される。
さらに、画素電極１３上部には、画素電極１３を被覆する全面に、配向膜２０が形成されている。
【００３０】
対向基板８は、ガラス、又はポリカーボネート（ＰＣ）等のような、透明な絶縁基板１５と、絶縁基板１５の液晶層９面側に形成されるカラーフィルタ層１６と、カラーフィルタ層１６上に形成される平坦化膜１７とから構成される。そして、平坦化膜１７と一体形成された突起部２４ａ，２４ｂとを有する。本実施形態例において、突起部２４ａ，２４ｂは、それぞれ、センサ調整層２２、スペーサ層２１を構成するものである。このスペーサ層２１を除く全面には、共通電極１８が形成され、共通電極１８上には、配向膜１９が形成される。
【００３１】
カラーフィルタ層１６は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三原色を持つ染料や顔料の入った樹脂膜で構成される。
平坦化膜１７は、対向基板８の液晶層９に面する側を平坦化するために構成されるものであり、特に、平坦化膜１７と一体形成される突起部２４ａ，２４ｂを除く面は平坦になされる。突起部２４ａ，２４ｂで構成されるスペーサ層２１、センサ調整層２２は、好ましくは、液晶表示装置１において、図示しない遮光膜等により遮光される位置に形成されるものである。
【００３２】
スペーサ層２１は、液晶層９の厚さ、すなわち、セル厚を、面内で一定に保持するために構成されるものであり、セル厚が所定の厚さになるような高さに形成されている。
【００３３】
センサ調整層２２は、スペーサ層２１よりは低く形成されるものであり、センサ調整層２２の上部に形成された画素電極１８は、センサ電極２５とされる。すなわち、センサ調整層２２は、対向基板８側に形成されるセンサ電極２５の高さ出しに用いられるものである。
【００３４】
以下に、図２Ａ〜Ｄを用いて、上述の構成を有する対向基板７の製造方法を説明する。
【００３５】
まず、図２Ａに示すように、絶縁基板１５にカラーフィルタ層１６を形成し、その上に、所定の厚さの感光性樹脂膜１７ａを形成する。この感光性樹脂膜１７ａの材料としては、ポジ型、又はネガ型の感光性樹脂材料を用いることができる。本実施形態例では、ポジ型の感光性樹脂材料を用いる例とする。そして、このように形成された感光性樹脂膜１７ａのうち、前述したスペーサ層２１と、センサ調整層２２となる部分をマスク８０により遮光して、露光する。
【００３６】
次に、図２Ｂに示すように、感光性樹脂膜１７ａのうち、センサ調整層２２となる部分のみをマスク８１により遮光して、露光する。
その後、現像工程を経ることにより、図２Ｃに示すように、平坦化膜１７と、平坦化膜１７と一体形成されたセンサ調整層２２、及びスペーサ層２１となる突起部２４ａ，２４ｂが形成される。このように、感光性樹脂膜１７ａを２回露光することにより、高さの異なる突起部２４ａ，２４ｂを形成することができ、センサ調整層２２、及びスペーサ層２１をそれぞれ所望の高さとなるように形成することができる。
【００３７】
一般的に、センサ感度に影響する突起部２４ａは、スペーサ層２１となる突起部２４ｂよりも少し低く、また、その高さは、０．２μｍ〜０．５μｍ程度の制御性が求められるものである。本実施形態例によれば、露光量のみで、形成する突起部２４ａ，２４ｂの高さを制御することができ、精度良く、突起部２４ａ，２４ｂを形成することができる。
【００３８】
その後、図２Ｄに示すように、スペーサ層２１となる部分を除いた全面に、共通電極１８、及び配向膜１９を形成する。共通電極１８は、透明電極とされ、例えば、ＩＴＯを用いることができる。
【００３９】
以上の工程により、突起部２４ａ，２４ｂと平坦化膜１７とが一体形成された対向基板８が完成される。本実施形態例の製造方法では、２回の露光工程を経て、高さの異なる突起部２４ａ，２４ｂを形成する例としたが、露光工程において、透過する露光量を制御するハーフトーンマスクを使用して、高さの異なる突起部２４ａ，２４ｂを形成することもできる。ハーフトーンマスクを用いる場合には、マスク数を削減することができ、また、製造時間の短縮を図ることができる。
【００４０】
本実施形態例の液晶表示装置１の製造方法では、平坦化膜１７と突起部２４ａ，２４ｂを一体形成するため、従来のように、突起部２４ａ，２４ｂと、平坦化膜１７とを別々の工程で形成する必要がなく、工程数が減る。
【００４１】
上述したアレイ基板７、及び対向基板８は、互いに配向膜２０，１９が内側となるように、前述したスペーサ層２１の高さ分のセル厚を保持した状態で、図示しないシール剤により張り合わされている。
【００４２】
液晶層９は、互いの配向膜２０，１９を向き合わせて配置されたアレイ基板７と対向基板８との間に、液晶が封入されて形成される。アレイ基板７と対向基板８との間の距離、すなわち、セル厚は、前述したスペーサ層２１の高さにより規定されており、そのセル厚が、液晶層９の厚さとなる。本実施形態例の液晶表示装置１では、アレイ基板７側の画素電極１３をパターニングすることにより、ショートしないようにしているが、対向基板９側の共通電極１８をパターニングする例としてもよい。
【００４３】
本実施形態例の液晶表示装置１では、対向基板８の液晶層９側とは反対側の面が、表示画面とされる。また、本実施形態例においては、センサ電極２５と対向する位置の画素電極１３が、本発明の対向電極を構成するものである。そして、本実施形態例の液晶表示装置１では、対向基板８に形成されたセンサ電極２５と、そのセンサ電極２５と対向する位置に形成されたアレイ基板７上の画素電極１３（対向電極）とにより、タッチセンサが構成される。
タッチセンサとは、表示画面に印加された外圧を検出するためのものであり、例えば、手や指などのタッチ対称により、表示画面に圧力が印加された場合に、そのタッチされた位置を検出できるものである。
【００４４】
以上の構成を有する液晶表示装置１では、共通電極１８と画素電極１３との間に電圧を印加することで、液晶層９の液晶の配向状態が変化される。そして、例えば、アレイ基板７側から照射される図示しない光源からの光が、この液晶層９により変調されることにより、表示画面に、所望の画像が表示される。
【００４５】
また、本実施形態例の液晶表示装置１では、例えば、対向基板８側の外部から、手や指などのタッチ対称により圧力が印加された場合、対向基板８が、アレイ基板７側に湾曲する。そして、圧力が印加された位置のセンサ電極２５と、このセンサ電極２５に対向する位置にある画素電極１３が電気的に接続される。この電気的に接続されたセンサ電極２５と画素電極２５との位置を検出することにより、タッチ対称によりタッチされた表示画面の位置を検出することができる。本実施形態例の液晶表示装置１では、画素電極１３と、共通電極１８に構成されたセンサ電極２５との接触により、タッチされた表示画面の位置を検出する構成としているが、共通電極１８とは別に、別途センサ電極を設ける構成としてもよい。また、センサ電極２５と対向する画素電極１３を本発明の対向電極としているが、別途対向電極を構成する例としてもよい。
【００４６】
［第１の実施形態の効果］
本実施形態例の液晶表示装置１によれば、対向基板８に形成されたセンサ調整層２２、及びスペーサ層２１となる突起部２４ａ，２４ｂは、平坦化膜１７と一体に形成されている。このため、対向基板８と、スペーサ層２１、及びセンサ調整層２２との密着性が増し、液晶表示装置１への圧力印加に起因するスペーサ層２１、及びセンサ調整層２２の剥離が低減される。
【００４７】
図３に、従来の液晶表示装置と、本実施形態例の液晶表示装置１に対して行った打鍵試験の結果を示す。打鍵試験は、直径０．８ｍｍのポリアセタール製スタイラスを用いて、２．５Ｎの力で、液晶表示装置の表面を打鍵することにより行った。図３は、打鍵回数によるスペーサ層の損傷本数を測定した結果である。
【００４８】
図３からわかるように、従来の液晶表示装置では、およそ１万回の打鍵により、スペーサ層の損傷が見られるが、本実施形態例の液晶表示装置１では、１００万回の打鍵によってもスペーサ層の損傷は見られなかった。
【００４９】
従来の液晶表示装置では、スペーサ層や、センサ調整層は、微小な接着面積で下層の面に密着していたため、剥離界面の接着面積が小さく、剥離されやすかった。これに対し、本実施形態例の液晶表示装置１によれば、スペーサ層２１や、センサ調整層２２となる突起部２４ａ，２４ｂを、平坦化膜１７と一体形成することで、突起部２４ａ，２４ｂと、突起部２４ａ，２４ｂの下層の面との接着面積は、基板全面となり、剥離界面も全面となるので、外圧に強い構造となる。
【００５０】
さらに、本実施形態例の製造方法では、対向基板８において、突起部２４ａ，２４ｂが、平坦化膜１７の形成と同時に形成される。このため、従来の、平坦化膜と突起部とを別々に形成する方法に比べ工程数を減らすことができ、さらに、スループット、歩留まりの面でも優位になる。
【００５１】
本実施形態例の液晶表示装置１では、センサ電極２５を形成して、センサ機能を有する液晶表示装置１とする例を用いたが、センサ機能を有さない液晶表示装置にも、本実施形態例を用いることができる。また、本実施形態例の液晶表示装置１では、対向基板８に、突起部２４ａ，２４ｂを構成する例としたが、液晶層９に面する側に、突起部が構成される構造であれば、適宜適用可能であり、アレイ基板７側に構成する例としてもよい。アレイ基板７側に突起部を形成する場合も、上述した対向基板８への突起部２４ａ，２４ｂの形成と同様に、感光性樹脂材料からなる平坦化膜１７を露光、現像することにより、形成することができる。
【００５２】
このように、対向基板８、又はアレイ基板７に形成される突起部は、黒表示時に光が漏れる原因となり、透過コントラスト比への影響が懸念される。このため、突起部は、対向基板８、又は、アレイ基板７において、画素の非開口部（遮光部）に構成することにより、コントラストの低下を防ぐことができる。また、画素の非開口部として、アレイ基板７側であれば、信号線上、対向基板８側であれば、隣接する画素と画素との間に構成することができる。信号線上や、隣接する画素間は、一般的には、信号線を構成する金属配線が、０．３μｍ〜１μｍであるため、表面が盛り上がる構造になるので、スペーサ層２１や、センサ調整層２２の高さに、表面の盛り上がり部分を用いることができ、プロセスの負担が軽減できる。すなわち、突起部２４ａ，２４ｂの高さ出し、アレイ基板７に形成された信号線の厚みを利用することができる。
【００５３】
また、スペーサ層２１となる突起部２４ｂを信号線上に形成し、補助スペーサ層２２となる突起部２４ａを、信号線以外の所に形成することで、同じプロセス内で、高さの異なるスペーサ層２１と補助スペーサ層２２を形成することができる。さらには、平坦化膜１２を構成する際に、別の絶縁層を平坦化膜１７の間に挟んで形成したり、その絶縁層を形成する段階で所望の突起部２４ａ，２４ｂを構成したりすることにより、適宜、突起部２４ａ，２４ｂの高さを調整することが可能である。
【００５４】
［第２の実施形態］
図４に、本発明の第２の実施形態における液晶表示装置２の概略構成を示す。本実施形態例の液晶表示装置２は、タッチ位置を検出できるセンサ機能を有する液晶表示装置である。本実施形態例において、図１に対応する部分には、同一符号を付し、重複説明を省略する。
【００５５】
液晶表示装置２は、複数のＴＦＴ１１が形成される側のアレイ基板７と、そのアレイ基板７に対向して設けられた、対向基板６１とを有する。そして、アレイ基板７と対向基板６１と、その２つの基板の間に形成された所定の厚さの液晶層９から構成される。
【００５６】
本実施形態例の液晶表示装置２における対向基板６１は、平坦化膜１７と一体形成されたスペーサ層２１、センサ調整層２２となる突起部２４ａ，２４ｂの他に、補助スペーサ層２３となる突起部２４ｃを有する。そして、スペーサ層２１、補助スペーサ層２３を除く全面に、共通電極１８、及び配向膜１９が順に形成される。
【００５７】
補助スペーサ層２３は、スペーサ層２１よりも少し低い高さで構成されるものであり、セル厚を規定するスペーサ層２１の補助的役割を担うものである。アレイ基板７と対向基板６１に対して印加される垂直な外圧による液晶表示装置１の不要な変形を防ぐ為に、スペーサ層２３のみを増やす構成では、対向基板６１で絶縁基板１５に用いられるガラスの変形に対する戻りに、液晶層９を構成する液晶材料の戻りが追いつかなくなる。ガラスの変形がもとに戻る速度が大きく、液晶材料の戻る速度が遅いと、液晶層９に気泡が発生してしまうという問題がある。これに対して、スペーサ層２１の高さよりも低い補助スペーサ層２３を構成することにより、アレイ基板７と対向基板６１間に、外力が印加されたときに、不要な変形を防ぐ強度を得ることができる。かつ、絶縁基板１５を構成するガラスと液晶層９の戻り速度の違いによる気泡の発生を抑えることができる。
【００５８】
対向基板６１に、補助スペーサ層２３を構成する突起部２３ｃは、第１の実施形態で説明した突起部２４ａ，２４ｂの形成工程において、露光工程をもう一回増やすことにより、形成することができる。第１の実施形態で示したように、ポジ型の感光性樹脂材料を塗布して感光性樹脂膜１７ａを形成し、露光、現像して突起部２４ａ，２４ｂ，２４ｃを形成する場合は、露光量でのみ、突起部２４ａ，２４ｂ，２４ｃの高さを制御することができるので、精度の高い制御が可能である。このように、ポジ型の感光性樹脂材料を用いて突起部２４ａ，２４ｂ，２４ｃを形成する場合は、制御性の悪い塗布膜厚に依存することなく、スペーサ層２１、補助スペーサ層２３、センサ調整層２２を形成することができる。そして、このように、露光量でのみ、突起部２４ａ，２４ｂ，２４ｃの高さを制御する場合には、スペーサ層２１と補助スペーサ層２３となる突起部２４ｂ，２４ｃの高さが近い場合にも、精度よく形成することができる。
【００５９】
本実施形態例の液晶表示装置２では、対向基板６１の液晶層９側とは反対側の面が、表示画面とされる。また、本実施形態例においては、センサ電極２５と対向する位置の画素電極１３が、本発明の対向電極を構成するものである。そして、本実施形態例の液晶表示装置２では、対向基板６１に形成されたセンサ電極２５と、そのセンサ電極２５と対向する位置に形成されたアレイ基板７上の画素電極１３（対向電極）とにより、タッチセンサが構成される。
【００６０】
以上の構成を有する液晶表示装置２では、共通電極１８と画素電極１３との間に電圧を印加することで、液晶層９の液晶の配向状態が変化される。そして、例えば、アレイ基板７側から照射される図示しない光源からの光が、この液晶層９により変調されることにより、表示画面に、所望の画像が表示される。
【００６１】
また、本実施形態例の液晶表示装置２では、例えば、対向基板６１側の外部から、手や指などのタッチ対称により圧力が印加された場合、対向基板６１が、アレイ基板７側に湾曲する。そして、圧力が印加された位置のセンサ電極２５と、このセンサ電極２５に対向する位置にある画素電極１３が電気的に接続される。この電気的に接続されたセンサ電極２５と画素電極１３との位置を検出することにより、タッチ対称によりタッチされた表示画面の位置を検出することができる。
【００６２】
［第２の実施形態の効果］
本実施形態例によれば、補助スペーサ層２３も、第１の実施形態で示したスペーサ層２１や、センサ調整部２２と同様に、平坦化膜１７と一体に形成することにより、外圧に強い構造とすることができる。
このように、スペーサ層２１の他に、スペーサ層２１よりも高さの低い補助スペーサ層２３を形成する場合も、平坦化膜１７と一体に形成することにより、スペーサ層２１、補助スペーサ層２３、センサ調整層２２の剥離強度の向上が図られる等、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６３】
［第３の実施形態］
図５に、本発明の第３の実施形態における液晶表示装置３の概略構成を示す。本実施形態例の液晶表示装置３は、タッチ位置を検出できるセンサ機能を有する液晶表示装置である。本実施形態例において、図１に対応する部分には、同一符号を付し、重複説明を省略する。
【００６４】
液晶表示装置３は、複数のＴＦＴ１１が形成される側のアレイ基板７と、そのアレイ基板７に対向して設けられた、対向基板２６とを有する。そして、アレイ基板７と対向基板２６と、その２つの基板の間に形成された所定の厚さの液晶層９から構成される。
【００６５】
本実施形態例の液晶表示装置３における対向基板２６は、カラーフィルタ層１６上面に、高さの異なる突起状の第１ギャップ調整層２８、第２ギャップ調整層２７、及びセンサ調整層３１が形成されている。本実施形態例では、第１ギャップ調整層２８の高さが一番高く形成され、第２ギャップ調整層２７、センサ調整層３１は、第１ギャップ調整層２８よりも低く形成される。
【００６６】
そして、これらの第１ギャップ調整層２８、第２ギャップ調整層２７、センサ調整層３１を被覆して、全面に平坦化膜２９が塗布形成される。本実施形態例では、このように、所定の高さの第１ギャップ調整層２８、第２ギャップ調整層２７、センサ調整層３１が平坦化膜２９に被覆され、平坦化膜２９と一体化されることにより、それぞれ所定の高さの突起部３０ａ，３０ｂ，３０ｃが構成される。すなわち、本実施形態例において、第１のギャップ調整層２８、第２のギャップ調整層２７、及びセンサ調整層３１は、突起部３０ａ，３０ｂ，３０ｃの高さを調整するための調整層として用いられる。
【００６７】
第１ギャップ調整層２８が平坦化膜２９に被覆されることにより形成された突起部３０ｂは、所定のセル厚を保持するためのスペーサ層３３とされる。また、第２ギャップ調整層２７が平坦化膜２９に被覆されることにより形成された突起部３０ｃは、スペーサ層３３にかかる外圧を緩和する補助的役割を担う補助スペーサ層３２とされる。
【００６８】
また、本実施形態例においても、第１及び、第２の実施形態と同様に、スペーサ層３３、補助スペーサ層３２を除いた全面に、共通電極１８、及び配向膜１９が順に形成されている。これにより、本実施形態例では、そのセンサ調整層３１が平坦化膜２９により被覆されて形成された突起部３０ａ上に形成された共通電極１８は、センサ電極３４とされる。
【００６９】
本実施形態例では、平坦化膜２９と一体に形成されたセンサ調整層３１で構成された突起部３０ａが、本発明のセンサ調整層を構成するものである。
【００７０】
本実施形態例の液晶表示装置３では、対向基板２６の液晶層９側とは反対側の面が、表示画面とされる。また、本実施形態例においては、センサ電極３４と対向する位置の画素電極１３が、本発明の対向電極を構成するものである。そして、本実施形態例の液晶表示装置３では、対向基板２６に形成されたセンサ電極３４と、そのセンサ電極３４と対向する位置に形成されたアレイ基板７上の画素電極１３（対向電極）とにより、タッチセンサが構成される。ここで、タッチセンサとは、表示画面に印加された外圧を検出するためのものであり、例えば、手や指などのタッチ対称により、表示画面に圧力が印加された場合に、そのタッチされた位置を検出できるものである。
【００７１】
以上の構成を有する液晶表示装置３では、共通電極１８と画素電極１３との間に電圧を印加することで、液晶層９の液晶の配向状態が変化される。そして、例えば、アレイ基板７側から照射される図示しない光源からの光が、この液晶層９により変調されることにより、表示画面に、所望の画像が表示される。
【００７２】
また、本実施形態例の液晶表示装置３では、例えば、対向基板２６側の外部から、手や指などのタッチ対称により圧力が印加された場合、対向基板２６が、アレイ基板７側に湾曲する。そして、圧力が印加された位置のセンサ電極３４と、このセンサ電極３４に対向する位置にある画素電極１３が電気的に接続される。この電気的に接続されたセンサ電極３４と画素電極１３との位置を検出することにより、タッチ対称によりタッチされた表示画面の位置を検出することができる。
【００７３】
［第３の実施形態の効果］
本実施形態例の液晶表示装置３によれば、突起部３０ａ，３０ｂ，３０ｃが、センサ調整層３１、第１ギャップ調整層２８、第２ギャップ調整層２７と、それらを被覆して形成される平坦化膜２９により形成される。このように、突起部３０ａ，３０ｂ，３０ｃが、基板全面に形成される平坦化膜２９により被覆され、平坦化膜２９と一体に形成されるので、突起部３０ａ，３０ｂ，３０ｃと、突起部３０ａ，３０ｂ，３０ｃの下層の面との接着面積は、基板全面となる。このため、突起部３０ａ，３０ｂ，３０ｃの剥離界面が基板全面とされるので、突起部３０ａ，３０ｂ，３０ｃの剥離強度を向上させることができる等、第１の実施形態と同様の効果を奏する。
【００７４】
また、本実施形態例では、突起部３０ａ，３０ｂ，３０ｃは、平坦化膜２９と一体化されるものの、一括には形成されない。このため、突起部３０ａ，３０ｂ，３０ｃのそれぞれの高さを調整するためのセンサ調整層３１、第１ギャップ調整層２８、第２ギャップ調整層２７に、信号線等の金属材料や、着色レジスト等のネガレジスト、ノボラック系のポジレジスト、アクリル系のレジスト等、透明でない材料を用いることができる。また、平坦性の問題や、イオン等の脱ガスが発生することによる問題も、上部に別途平坦化膜２９を形成するために、厳しく問われない。このため、第１ギャップ調整層２８、第２ギャップ調整層２７、センサ調整層３１を構成する材料の選択の幅が広がる。
【００７５】
これらの第１ギャップ調整層２８、第２ギャップ調整層２７、センサ調整層３１は、同じ材料を全面に塗布して、露光回数を変えることにより、形成可能であるが、それぞれ、別々の材料を用いて形成することも可能である。また、それらを異なる層に構成することもできる。第１ギャップ調整層２８、第２ギャップ調整層２７、センサ調整層３１を同一材料で形成する場合には、工程数を減らすことができる。
【００７６】
［第４の実施形態］
図６に、本発明の第３の実施形態における液晶表示装置４の概略構成を示す。本実施形態例の液晶表示装置４は、タッチ位置を検出できるセンサ機能を有する液晶表示装置である。本実施形態例において、図１に対応する部分には、同一符号を付し、重複説明を省略する。
【００７７】
液晶表示装置４は、複数のＴＦＴ１１が形成される側のアレイ基板３５と、そのアレイ基板３５に対向して設けられた、対向基板３６とを有する。そして、アレイ基板３５と対向基板３６と、その２つの基板の間に形成された所定の厚さの液晶層９から構成される。
【００７８】
アレイ基板３５は、透明な矩形平板状のガラス等からなる絶縁基板１０と、その絶縁基板１０上の、液晶層９に面する側に形成される複数個のＴＦＴ１１とを有して構成される。さらに、絶縁基板１０の液晶層９に面する側であって、後述するセンサ電極と対向する位置に、突起状の第１のセンサ調整層３７が形成される。そして、そのＴＦＴ１１、及び第１センサ調整層３７を被覆するように、絶縁基板１０全面に、平坦化膜６２が形成されており、この平坦化膜６２には、ＴＦＴ１１の一部を露出させるコンタクト部１４が形成されている。この平坦化膜６２は、アレイ基板３５の、液晶層９に面する側において、コンタクト部１４、及び第１のセンサ調整層３７以外の部分を平坦化するために構成されるものである。第１のセンサ調整層３７と、その上部に形成される平坦化膜６２により、突起部４１が構成される。
【００７９】
そして、平坦化膜６２の上部には、それぞれの画素に対応して画素電極１３がパターン形成される。それぞれの画素電極１３は、平坦化膜６３に形成されたコンタクト部１４を通して、スイッチング素子であるＴＦＴ１１に接続される。画素電極１３は、透明電極とされ、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）を用いて構成される。本実施形態例では、この突起部４１上部に形成された画素電極１３は、第１のセンサ電極４３ａとされる。
【００８０】
また、画素電極１３上部の所定の位置には、スペーサ層４４が形成される。このスペーサ層４４は、液晶層９の厚さ、すなわち、セル厚を、面内で一定に保持するために構成されるものであり、セル厚が所定の厚さになるような高さに形成されている。
さらに、画素電極１３上部には、画素電極１３を被覆する全面に、配向膜２０が形成される。
【００８１】
対向基板３６は、ガラス、又はポリカーボネート（ＰＣ）等のような、透明な絶縁基板１５と、絶縁基板１５の液晶層９面側に形成されるカラーフィルタ層１６と、カラーフィルタ層１６上の所定の位置に形成される第２のセンサ調整層３８と、平坦化膜３９とから構成される。
第２のセンサ調整層３８は、突起状に形成される。
平坦化膜３９は、第２のセンサ調整層３８を被覆して全面に形成され、この平坦化膜３９により、画素の開口部が平坦化される。そして、第２のセンサ調整層３８と、その上部に形成された平坦化膜３９により、突起部４２が構成される。
そして、平坦化膜３９上全面に、共通電極１８が形成され、共通電極１８上には、配向膜１９が形成される。本実施形態例では、この突起部４２上部に形成された共通電極１８は、第２のセンサ電極４３ｂとされる。
【００８２】
本実施形態例では、平坦化膜６２，３９と一体に形成された第１及び第２のセンサ調整層３７，３８で構成された突起部４２及び４２が、本発明のセンサ調整層を構成するものである。
【００８３】
本実施形態例においても、アレイ基板３５と、対向基板３６とを、スペーサ層４４により所定のセル厚を保持して、配向膜１９，２０を内側にして貼り合わせ、アレイ基板３５と対向基板３６間に液晶を封入することで液晶層９が形成される。
【００８４】
第１及び第２のセンサ調整層３７，３８は、それぞれ突起部４１，４２の高さを調整するための調整層として構成されるものであり、すなわち、第１のセンサ電極４３ａと、第２のセンサ電極４３ｂとの間の距離を調整するために設けられる層である。第１のセンサ電極４３ａと、第２のセンサ電極４３ｂとは、液晶表示装置４に外圧が印加されない状態において、接続されない状態である必要がある。このため、第１及び第２のセンサ調整層３７，３８の高さは、スペーサ層４４で保持されたセル厚においては、第１のセンサ電極４３ａと、それに対向する第２のセンサ電極４３ｂとが接触しないような高さとされる。本実施形態例では、第２のセンサ電極４３ｂが、本発明の対向電極を構成するものである。
【００８５】
本実施形態例の液晶表示装置４では、対向基板３５の液晶層９側とは反対側の面が、表示画面とされる。また、本実施形態例においては、一方のセンサ電極と対向する位置の他方のセンサ電極が、本発明の対向電極を構成するものである。また、本実施形態例の液晶表示装置４では、アレイ基板３５に形成された第１のセンサ電極４３ａと、その第１のセンサ電極４３ａと対向する位置に形成された対向基板３６上の第２のセンサ電極４３ｂ（対向電極）とにより、タッチセンサが構成される。ここで、タッチセンサとは、表示画面に印加された外圧を検出するためのものであり、例えば、手や指などのタッチ対称により、表示画面に圧力が印加された場合に、そのタッチされた位置を検出できるものである。
【００８６】
以上の構成を有する液晶表示装置４では、共通電極１８と画素電極１３との間に電圧を印加することで、液晶層９の液晶の配向状態が変化される。そして、例えば、アレイ基板３５側から照射される図示しない光源からの光が、この液晶層９により変調されることにより、表示画面に、所望の画像が表示される。
【００８７】
また、本実施形態例の液晶表示装置４では、例えば、対向基板３６側の外部から、手や指などのタッチ対称により圧力が印加された場合、対向基板３６が、アレイ基板３５側に湾曲する。そして、圧力が印加された位置の第１のセンサ電極４３ａと、第１のセンサ電極４３ａに対向する位置にある第２のセンサ電極４３ｂが電気的に接続される。この電気的に接続された第１のセンサ電極４３ａと第２のセンサ電極４３ｂとの位置を検出することにより、タッチ対称によりタッチされた表示画面の位置を検出することができる。
【００８８】
［第４の実施形態の効果］
本実施形態例の液晶表示装置４では、対向基板３６と、アレイ基板３５との両方に、突起部４１，４２を構成することにより、平坦化膜６２，３９の材料の特性により、突起部４１，４２の高さを十分に出せない場合においても、精度良くセンサ機能を発揮できる液晶表示装置４とすることができる。
【００８９】
そして、本実施形態例では、第３の実施形態例と同様に、突起部４１，４２が、第１センサ調整層３７、第２センサ調整層３８と、それらを被覆して形成される平坦化膜６２，３９により形成される。このように、突起部４１，４２が、基板全面に形成される平坦化膜６２，３９により、それぞれ被覆され、平坦化膜６２，３９と一体に形成されるので、突起部４１，４２と、突起部４１，４２の下層の面との接着面積は、基板全面となる。このため、突起部４１，４２の剥離界面が基板全面とされるので、突起部４１，４２の剥離強度を向上させることができる等の効果を奏する。
【００９０】
本実施形態例では、突起状の第１のセンサ調整層３７、第２のセンサ調整層３８を形成し、その後平坦化膜６２，３９をそれぞれ形成し、突起部４１，４２を形成する例とした。これに限らず、第１の実施形態と同様に、感光性樹脂膜を露光、現像することにより、第１のセンサ調整層３７、第２のセンサ調整層３８と、平坦化膜６２，３９とを一体に、一括形成された突起部４１，４２を設ける構成としてもよい。このように、第１のセンサ調整層３７、第２のセンサ調整層３８を、それぞれ平坦化膜６２，３９と一括に形成する方法は、厚膜によりステッパタクトが掛かりすぎる場合に有効である。さらに、平坦化膜６２，３９となる塗布材料が、第１、及び第２センサ調整層３７，３８の形状にうまく濡れない場合にも有効に用いられる。また、リフロー等で突起部４１，４２の形状がうまく形成できない場合にも有効である。
【００９１】
［第５の実施形態］
図７に、本発明の第３の実施形態における液晶表示装置５の概略構成を示す。本実施形態例の液晶表示装置５は、タッチ位置を検出できるセンサ機能を有する液晶表示装置である。本実施形態例において、図１に対応する部分には、同一符号を付し、重複説明を省略する。
【００９２】
液晶表示装置５は、複数のＴＦＴ１１が形成される側のアレイ基板４５と、そのアレイ基板４５に対向して設けられた、対向基板４６とを有する。そして、アレイ基板４５と対向基板４６と、その２つの基板の間に形成された所定の厚さの液晶層９から構成される。
【００９３】
アレイ基板４５は、透明な矩形平板状のガラス等からなる絶縁基板１０と、その絶縁基板１０上の、液晶層９に面する側に形成される複数個のＴＦＴ１１とを有して構成される。このＴＦＴ１１は、画素に対応してアレイ状に複数個設けられるものである。
【００９４】
そして、そのＴＦＴ１１を被覆するように、絶縁基板１０全面に、平坦化膜７２が形成されている。この平坦化膜７２には、ＴＦＴ１１の一部を露出させるコンタクト部１４が形成されていると共に、対向基板４６に形成される後述のセンサ電極に対応する位置に、所定の深さの溝部４８が形成されている。この平坦化膜７２は、アレイ基板４５の、液晶層９に面する側において、コンタクト部１４、及び溝部４８以外の部分、すなわち、画素の開口部となる部分を、平坦化するために構成されるものである。
【００９５】
さらに、平坦化膜７２の上部には、それぞれの画素に対応して画素電極５８がパターン形成されている。このとき、平坦化膜７２に形成された溝部４８内にも、画素電極５８が形成される。それぞれの画素電極５８は、平坦化膜７２に形成されたコンタクト部１４を通して、スイッチング素子であるＴＦＴ１１に接続される。この画素電極５８は、透明電極とされ、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）を用いて構成される。
そして、画素電極５８上部には、画素電極５８を被覆して、全面に配向膜４９が形成される。そして、溝部４８は、画素電極５８、配向膜４９が形成された場合にも、完全には、埋め込まれない深さである。
【００９６】
対向基板４６は、ガラス、又はポリカーボネート（ＰＣ）等のような、透明な絶縁基板１５と、絶縁基板１５の液晶層９面側に形成されるカラーフィルタ層１６と、カラーフィルタ層１６上に形成される平坦化膜４７とから構成される。そして、平坦化膜４７と一体形成された突起部５０ａ，５０ｂとを有する。本実施形態例において、突起部５０ａ，５０ｂは、それぞれ、センサ調整層５１、スペーサ層５２を構成するものである。このスペーサ層５２を除く全面には、共通電極５９が形成され、共通電極５９上には、配向膜６０が形成される。
【００９７】
スペーサ層５２は、液晶層９の厚さ、すなわち、セル厚を、面内で一定に保持するために構成されるものであり、セル厚が所定の厚さになるような高さに形成されている。
【００９８】
そして、本実施形態例において、センサ調整層５１も、スペーサ層５２と同一の高さに形成され、また、センサ調整層５１上部に形成される共通電極５９は、センサ電極５３とされる。また、センサ調整層５１上部に形成される共通電極５９で構成されるセンサ電極５３に対向する位置のアレイ基板４５は、平坦化膜７２に溝部４８が形成されており、その溝部４８に入り込んで画素電極５８が形成されている。このため、外力が印加されない状態においては、センサ電極５３と、画素電極５８との接続はなされないものである。また、本実施形態例においては、センサ電極５３と対向する位置の画素電極５８が、本発明の対向電極を構成するものである。本実施形態例においては、センサ電極５３と、センサ電極５３に対向するアレイ基板４５の溝部４８に形成された画素電極５８（対向電極）とでタッチセンサが構成される。
【００９９】
以上の構成を有する液晶表示装置５では、共通電極５９と画素電極５８との間に電圧を印加することで、液晶層９の液晶の配向状態が変化し、所望の画像が表示される。また、本実施形態例の液晶表示装置５では、例えば、対向基板４６側の外部から、手や指などのタッチ対称により圧力が印加された場合、対向基板４６が、アレイ基板４５側に湾曲し、圧力が印加された位置のセンサ電極５３が、アレイ基板４５に形成された溝部４８に入り込み、溝部４８に構成された画素電極５８と電気的に接続される。この電気的に接続されたセンサ電極５３と画素電極５８との位置を検出することにより、タッチ対称によりタッチされたタッチ位置を検出することができる。
【０１００】
［第５の実施形態の効果］
本実施形態例の液晶表示装置５では、対向基板４６に形成されたセンサ調整層５１、及びスペーサ層５２となる突起部５０ａ，５０ｂは、平坦化膜４７と一体に形成されている。このため、対向基板４６と、スペーサ層５２、及びセンサ調整層５１との密着性が増し、液晶表示装置５への圧力印加等によるスペーサ層５２、及びセンサ調整層５１の剥離が低減される。
【０１０１】
また、本実施形態例の液晶表示装置５によれば、セル厚を規定するスペーサ層５２と同一の高さに、センサ調整層５１を形成するので、２回露光等の工程が必要ない。このため、工程数を増やすことがなく、センサ調整層５１を形成することができる。
【０１０２】
［第６の実施形態］
図８に、本発明の第６の実施形態における液晶表示装置６の概略構成を示す。本実施形態例の液晶表示装置６は、タッチ位置を検出できるセンサ機能を有する液晶表示装置である。本実施形態例において、図１に対応する部分には、同一符号を付し、重複説明を省略する。
【０１０３】
液晶表示装置６は、複数のＴＦＴ１１が形成される側のアレイ基板５１と、そのアレイ基板５１に対向して設けられた対向基板５０とを有する。そして、アレイ基板５１と対向基板５０と、その２つの基板の間に形成された所定の厚さの液晶層９から構成される。
【０１０４】
アレイ基板５１は、透明な矩形平板状のガラス等からなる絶縁基板１０と、その絶縁基板１０上の、液晶層９に面する側に形成される複数個のＴＦＴ１１とを有して構成される。このＴＦＴ１１は、画素に対応してアレイ状に複数個設けられるものである。そして、そのＴＦＴ１１を被覆するように、絶縁基板１０全面に、平坦化膜６３が形成されており、また、この平坦化膜６３と一体形成された、突起部６７ａ，６７ｂが形成されている。突起部６７ａは、センサ調整層６４となるものであり、また、突起部６７ｂは、スペーサ層５４とされるものである。スペーサ層５４を除く平坦化膜６３上には、共通電極５６が構成されている。そして、この共通電極５６上部のスペーサ層５４を除く全面には、層間絶縁膜５９が形成されており、この層間絶縁膜５９上に、それぞれの画素に対応した画素電極５７が形成されている。この画素電極５７は、層間絶縁膜５９、及び平坦化膜６３を貫通して形成されたコンタクト部１４を通して、ＴＦＴ１１に接続される。また、このとき、コンタクト部１４において、画素電極５７と、共通電極５６とが短絡することがないように、共通電極５６は、コンタクト部１４を除く平坦化膜６３上、及び、センサ調整層６４上に形成される。そして、画素電極５７を被覆するように、配向膜２０が形成される。また、本実施形態例の平坦化膜６３と一体に形成された突起部６７ａと、その上部に形成された層間絶縁膜５９とにより、複数層からなる突起部６６が構成される。
【０１０５】
ところで、スペーサ層５４は、液晶層９の厚さ、すなわち、セル厚を、面内で一定に保持するために構成されるものであり、セル厚が所定の厚さになるような高さに形成されるものである。したがって、平坦化膜６３と一体に形成されたスペーサ層５４は、平坦化膜６３上部に、共通電極５６、層間絶縁膜５９、画素電極５７、配向膜２０が形成された時点で、液晶層９のセル厚となる高さを十分に有するような高さの突起状に形成されている。また、センサ調整層６４は、スペーサ層５４よりは、低く形成されるものであり、センサ調整層６４及び、層間絶縁膜を含む突起部６６上部に形成された画素電極５７は、センサ電極６５とされる。すなわち、センサ調整層６４は、センサ電極６５の高さ出しに用いられるものである。本実施形態例では、突起部６６が、本発明のセンサ調整層を構成するものである。
【０１０６】
対向基板５０は、ガラス、又はポリカーボネート（ＰＣ）等のような、透明な絶縁基板１５と、絶縁基板１５の液晶層９面側に形成されるカラーフィルタ層１６と、カラーフィルタ層１６上に形成される平坦化膜５２とから構成される。そして、平坦化膜５２全面に、配向膜５３が形成され、アレイ基板５１のセンサ電極６５に対向する部分の配向膜５３上には、対向電極５５が形成される。
【０１０７】
本実施形態例においても、アレイ基板５１と、対向基板５０とを、スペーサ層５４により所定のセル厚を保持して、配向膜２０，５３を内側にして貼り合わせ、アレイ基板５１と対向基板５０間に液晶を封入することで液晶層９が形成される。また、本実施形態例の液晶表示装置６は、ＦＦＳ（Fringe Field Switching）モードの液晶表示装置である。
【０１０８】
本実施形態例の液晶表示装置６では、対向基板５０の液晶層９側とは反対側の面が、表示画面とされる。また、本実施形態例の液晶表示装置６では、アレイ基板５１に形成されたセンサ電極６５と、そのセンサ電極６５と対向する位置に形成された対向基板５０上の対向電極５５とにより、タッチセンサが構成される。ここで、タッチセンサとは、表示画面に印加された外圧を検出するためのものであり、例えば、手や指などのタッチ対称により、表示画面に圧力が印加された場合に、そのタッチされた位置を検出できるものである。
【０１０９】
以上の構成を有する液晶表示装置６では、共通電極５６と画素電極５７との間に電圧を印加することで、液晶層９の液晶の配向状態が変化される。そして、例えば、アレイ基板５１側から照射される図示しない光源からの光が、この液晶層９により変調されることにより、表示画面に、所望の画像が表示される。
【０１１０】
また、本実施形態例の液晶表示装置６では、例えば、対向基板５０側の外部から、手や指などのタッチ対称により圧力が印加された場合、対向基板５０が、アレイ基板５１側に湾曲する。そして、圧力が印加された位置のセンサ電極６５と、このセンサ電極６５に対向する位置にある対向電極５５が電気的に接続される。この電気的に接続されたセンサ電極６５と対向電極５５との位置を検出することにより、タッチ対称によりタッチされた表示画面の位置を検出することができる。
【０１１１】
［第６の実施形態の効果］
本実施形態例の液晶表示装置６では、アレイ基板５１に形成されたセンサ調整層６４、及びスペーサ層５４となる突起部６７ａ，６７ｂは、平坦化膜６３と一体に形成されている。このため、アレイ基板５１と、スペーサ層５４、及びセンサ調整層６４との密着性が増し、アレイ基板５１への圧力印加等によるスペーサ層５４、及びセンサ調整層６４の剥離が低減される。
【０１１２】
また、本実施形態例の液晶表示装置６によれば、平坦化膜６３と一体形成されるセンサ調整層６４上層に、共通電極５６、画素電極５７、層間絶縁膜５９等、複数の層を積層させても、外圧に耐え得る強度が得られる。また、レイヤーの種類によって、外圧による破壊も考慮する必要がある場合は、パターニングにより、センサ調整層６４上への積層を回避してもよい。
【０１１３】
上述した第１〜第６の実施形態においては、突起部を、スペーサ層や、センサ調整層に用いる例を示した。このように、センサ電極が構成され、タッチセンサを有する液晶表示装置では、表示画面に外圧を印加することで、操作が可能とされるが、このように、外圧による負担が掛かる場合においても、上述した実施形態例を有効に用いることができる。
本発明は、以上のように、タッチセンサを有する液晶表示装置に限られるものではない。例えば、液晶の配向モードを制御する配向制御部として、平坦化膜と一体形成された突起部を有する液晶表示装置に、本発明を適用することができる。
【０１１４】
［第７の実施形態例］
図９に、本発明の第７の実施形態における液晶表示装置６７の概略構成を示す。本実施形態例の液晶標示装置６７は、液晶の配向モードを制御する配向制御部が構成された例である。本実施形態例でいう配向制御部とは、垂直配向モード等で、ＶＡＰ（Vertical Alignment Protrusion）と呼ばれるものである。図９において、図１に対応する部分には、同一符号を付し、重複説明を省略する。
【０１１５】
液晶表示装置６７は、複数のＴＦＴ１１が形成される側のアレイ基板７と、そのアレイ基板７に対向して設けられた対向基板６８とを有する。そして、アレイ基板７と対向基板６８と、その２つの基板の間に形成された所定の厚さの液晶層９から構成される。
【０１１６】
本実施形態例の液晶表示装置６７における対向基板６８は、平坦化膜７１と一体形成された配向制御部６９となる突起部７０を有する。そして、配向制御部６９となる突起部７０を含む平坦化膜７１全面に、共通電極１８、及び配光膜１９が順に形成される。
【０１１７】
配向制御部６９は、無電界時に液晶を傾かせ、また電圧印加時には電気力線の歪みにより斜め電界を作り出し、配向制御部６９を中心にして液晶があらゆる方向に配向するように配向を制御するものである。すなわち、配向因子となるものである。
【０１１８】
本実施形態例の液晶表示装置６７では、対向基板６８の液晶層９側とは反対側の面が、表示画面とされる。
以上の構成を有する液晶表示装置６７では、共通電極１８と画素電極１３との間に電圧を印加することで、液晶層９の液晶の配向状態が変化される。そして、例えば、アレイ基板７側から照射される図示しない光源からの光が、この液晶層９により変調されることにより、表示画面に、所望の画像が表示される。そして、共通電極１８と画素電極１３間に電圧を印加した場合には、配向制御部を核として、液晶が配向する。これにより、液晶の配向が放射状になされる。これにより、液晶表示装置６７において、方位角方向から表示画面を見たときに、見た目の輝度変化が小さくなり、広視野角性能が得られる。
【０１１９】
［第７の実施形態の効果］
本実施形態例の液晶表示装置６７によれば、対向基板６８に形成された配向制御部６９となる突起部７０は、平坦化膜７１と一体に形成されている。このため、対向基板６８と、配向制御部６９との密着性が増し、対向基板６８への圧力印加に起因する配向制御部６９の剥離が低減される。
【０１２０】
上述した第１〜第７の実施形態における液晶表示装置では、外圧による突起部の剥離を抑制でき、外圧に対する信頼性の向上が図られる。それは、タッチセンサが内蔵された液晶表示装置のみならず、外圧を感知するセンサが付された液晶表示装置や、薄型の液晶表示装置、ウィンドレス等で使用される液晶表示装置等、外圧により変化を受ける可能性のある環境下で使用する全ての液晶表示装置への適用に有効である。これらの液晶表示装置は、例えば、携帯電話や、デジタルカメラ等、モバイル用途の電子機器に適用可能である。また、本発明は、液晶表示装置の外側に取り付けられる形の抵抗膜式のタッチパネルにも同様の構造を用いることができ、その場合においても、スペーサ層の剥離防止に有効である。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の概略断面構成図である。
【図２】Ａ〜Ｄ  本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の製造工程図である。
【図３】本発明における液晶表示装置と、従来の液晶表示装置における打鍵試験の結果を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置の概略断面構成図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る液晶表示装置の概略断面構成図である。
【図６】本発明の第４の実施形態に係る液晶表示装置の概略断面構成図である。
【図７】本発明の第５の実施形態に係る液晶表示装置の概略断面構成図である。
【図８】本発明の第６の実施形態に係る液晶表示装置の概略断面構成図である。
【図９】本発明の第７の実施形態に係る液晶表示装置の概略断面構成図である。
【図１０】従来の液晶表示装置の概略断面構成図である。
【符号の説明】
【０１２２】
１，２，３，４，５，６，６７，１００・・液晶表示装置、７・・アレイ基板、８・・対向基板、９・・液晶層、１０，１５・・絶縁基板、１１・・ＴＦＴ、１２，１７・・平坦化膜、１３・・画素電極、１４・・コンタクト部、１６・・カラーフィルタ層、１８・・共通電極、１９，２０・・配向膜、２４ａ，２４ｂ・・突起部、２２・・センサ調整層、２１・・スペーサ層、２５・・センサ電極
【図１】
2010039302.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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